岩土体变形的耗散结构认识

2 0世纪 70年代新三论的崛起 ,即耗散结构、突变理论和协同论以及分形几何学、混沌等理论的问世 ,对传统的科学思维带来了强大的冲击。将耗散结构论应用于岩土体变形研究 ;工程岩土体的变形问题是巨型的复杂系统 ,变形岩土体是一种非平衡态有序结构 ,岩土体的变形是不可逆的过程 ,岩土体系统内部各个子系统之间的作用是非线性的 ,自然界的触发因素 (涨落 )对岩土体的变形影响是显著的。由此建立了岩土体变形耗散结构动力学模型     

红层软岩隧洞围岩变形破坏机制研究

红层软岩的物质组成、化学成分、物理力学性质等方面在国内外已有较系统的研究,但对软岩隧道围岩的变形破坏机理及其治理一直是工程技术人员关心问题。通过对回龙宫隧洞的地质环境分析及有限元数值计算,阐明了红层隧洞围岩的膨胀变形破坏机理,最后提出了在此类围岩中修建水工隧洞的过程中,防止围岩变形破坏的建议。     

西藏古格王国遗址洞窟变形破坏模式、机制及加固对策

在现场调查统计、工程地质勘察和室内试验的基础上,分析了西藏古格王国遗址的工程地质条件和围岩特性.通过调查统计和理论分析,将开挖于遗址边坡内的洞窟的变形破坏模式分为洞顶破坏型、洞口破坏型、洞壁破坏型、洞底破坏型和人为破坏型等5大类11种型式,以洞顶破坏和洞壁破坏最为常见.进一步提出了引起其变形破坏的结构型、水理型、应力型...     

红层软岩隧洞围岩变形破坏机制研究

红层软岩的物质组成、化学成分、物理力学性质等方面在国内外已有较系统的研究，但对软岩隧道围岩的变形破坏机理及其治理一直是工程技术人员关心问题。通过对回龙宫隧洞的地质环境分析及有限元数值计算，阐明了红层 隧洞围岩的膨胀变形破坏机理，最后提出了在此类围岩中修建水工隧洞的过程中，防止围岩变形破坏的建议。     

土体变形破坏与基坑失稳

本文通过工程实例，分析了基坑土体变形破坏与基坑失稳的相互关系，进一步分析了土体变形破坏在分布及大小的不均一性，指出了突破点形成、转移及控制的概念。最后针对桩后裂缝的形成，简要分析了突破点转移在工程中的应用。     

巨厚新生界矿区井筒破坏的地质因素及对策

在两淮、徐州、大屯等矿区先后发生了多起井筒破裂事故,严重影响了矿井的安全和正常生产。该文在分析已产生井筒破坏矿区其水文地质工程地质条件及井筒破坏特点的基础上,论述了井筒破坏的地质因素及力源,提出了选择较好的井筒位置、减少井筒处新生界水位降低值、防止井筒外跑漏水、局部加固底部含水层,开展井筒监测及井筒垂直压力预测等防治对策。     

云南红层边坡变形破坏机制及其危害防治研究

通过对云南省内红层岩土工程特性的初步研究以及在红层地区的工程建设实践,分析和介绍了红层岩土体的物理力学特性、红层边坡变形破坏过程-蠕变、剪切、滑移 3 个阶段的特点及红层滑坡呈周期性扩展的机制特征,并结合工程实例,论述了红层边坡变形破坏对工程建设的主要危害-滑坡危害和蠕变危害。根据红层边坡变形破坏特点及工程的性质和安全要求,提出了对红层边坡危害的防治对策。     

三峡水库区奉节县典型岩质斜坡变形破坏模式及成因机制分析

从奉节地区所处的区域地质构造背景出发，充分分析研究该地区斜坡的物质成分组成、结构特征、岩层组合特点，同时考虑长江河谷的发育变迁对该地区地形地貌变化的影响，将研究区斜坡结构划分为以下6种类型：顺倾坚硬岩层斜坡、顺倾软弱岩层斜坡、顺倾软硬岩互层斜坡，反倾坚硬岩层斜坡、反倾软弱岩层斜坡、反倾软硬岩互层斜坡。论文从斜坡变形破坏形态入手，归纳、总结了以上6种类型斜坡的变形破坏模式和特点：总体上看，坚硬岩层组成的斜坡以断裂、崩塌变形破坏为主，而软弱岩层组成的斜坡以弯曲、滑动、塑性流动变形破坏为主。由于岩性本身存在强度差异，而且由于不同的岩层组合，及其与不同坡向的组合，造成各类斜坡的变形破坏又独具特点。通过分析研究，认为重力作用、降雨及地下水作用、河流冲刷作用是造成研究区斜坡发生变形破坏的主要原因。对于所划分的不同结构类型的斜坡，以上3种动力地质作用的效果也不尽相同，最终在各种作用相互影响下，形成了奉节地区复杂多样的斜坡变形破坏模式。     

拉西瓦水电站坝区ⅡB-ⅢJ变形体变形破裂机制的地质力学模拟研究

ⅡB-ⅢJ变形体位于黄河拉西瓦水电站左坝肩下游。地质分析表明，变形体的形成是上游F29楔形滑体破坏过程牵动所致。地下水对这一楔形滑体的破坏及ⅡB-ⅢJ变形体的形成起了重要的控制作用。通过相似材料地质力学模拟试验，短期内动态地再现了该变形体的形成过程。模拟所得变形破裂特征与变形体实际变形破裂特征具有很好的对应性，验证了对其破坏机制地质分析的客观认识。同时得出F29楔形体单纯在自重应力下不会产生整体失稳。失稳下滑之原因主要是因大量降雨、冰雪融水渗入F29断层及楔形体后缘陡倾裂面，并产生异常空隙水压力所致。ⅡB-ⅢJ变形体是在楔形体失稳下滑的牵引作用下，产生旋转拉裂松动变形所致。同时也证明变形体在自然状态下已处于稳定状态。提出在不利条件下对该变形体的处理措施。     

岩石的记忆功能及对岩体变形的影响

岩石的记忆功能包括残余应力对材料力学性质的影响, 应力的冻结特性和对固结应力的记忆。本文叙述这三类应力的理论基础、力学特性和计算方法, 通过一些工程算例指明其对岩体变形及岩体稳定性分析的重要性。     

地下水位下降对井壁破坏的影响分析

在用“２Ｄ σ”软件对所建模型进行数值计算的基础上, 分析了因采煤引起淮北矿区下部含水层水位下降而对井壁产生的影响。其表现为： 下部含水层水位下降将引起地层压缩沉降; 地层与井壁间产生附加应力, 并在基岩下部产生应力为零的中性点; 轴向应力由小变大; 当第一含水层和下部含水层同时有水位下降时, 也有类似的规律。计算结果与淮北诸矿井壁变形位置及变化状况基本相符, 因此在此基础上进行的井筒优化设计具有实际指导意义     

竖井变形破坏机理与对策研究

在竖井变形破坏工程调查基础上，从徐淮地区地质背景和工程动力特性出发，论述了人类工程活动与地质环境相互作用的关系；提出了该地区竖井非采动变形破坏的区域性、滞后性和层控性三大特点。根据竖井破坏形态、时、空展布特征和动力学过程，并依据不同特征提出了徐淮地区竖井变形破坏“三因素综合破坏”观点，即地质体薄弱部位、负摩擦力和水平荷载的综合作用。还进行了竖井变形破坏动力学过程的物理模拟实验和三维线弹性、弹塑性数值模拟分析，对矿区初始地应力场和竖井与围土（岩）二次应力场，即地层失水沉降作用下，或水平地应力作用下，或失水沉降与水平地应力及重力共同作用下，研究土体浅部和深部变形时土岩与井壁的相互作用，揭示了徐淮地区竖井变形破坏的机理。另外，在系统科学理论指导下，结合徐州张小楼千米竖井工程实例，从六个方面开展了竖井变形破坏规律及对策研究，为防治竖井失稳提出了可靠的途径。     

大平矿副井井筒破坏机理研究

对大平矿副井井筒及马头门的变形破坏状况进行了描述，并对其破坏机理进行了分析研究，为井筒翻修提供了理论依据。     

页岩气封存顶板变形破裂的机理与数值模拟

由于页岩气赋存机理的特殊性,页岩气成藏受保存条件及顶板类型的影响。封存顶板岩层对页岩气封盖影响极大。本文对页岩气藏封存顶板的破裂机理进行理论分析,并建立模型对顶板进行数值模拟。顶板岩层破裂与注水压力、岩石抗拉强度、地应力有关。封存顶板的破裂机理为压裂初始阶段,储层膨胀变形,封存顶板受压产生剪切裂纹,压裂液进入顶板,当注水压力小于最小主应力时,岩层发生剪切破裂,注水压力达到最小主应力和地应力之和时,岩石发生剪切破裂和张性破裂,裂缝增加并扩展,形成网状体系。数值模拟结果显示,压裂注水会在储层产生水力破坏区域,注水压力升高,水力破坏区域扩大并相互叠加影响,使得水力破坏集中于中间注水口的上部,当顶板岩层内部出现水力破坏区域时,岩石会发生破裂产生裂缝。在储层压裂的整个过程中,开始1h内,裂缝在储层内发展,顶板保持稳定,空隙水压力和变形很小,顶板岩层底部有少量裂纹。压裂2h,顶板底部裂缝增多,岩石空隙水压力上升,且顶板发生变形,中间变形最为明显。压裂3h,裂缝从顶板底部延伸到上部,岩层内部裂缝快速发育,空隙水压力持续升高,变形加大。数值模拟的结果与破裂机理的分析结果相吻合。     

膨胀土掺石灰对土的工程特性影响机制探讨

结合工程实践,通过对南阳膨胀土特性研究,尤其是对2∶8 灰土垫层和原状膨胀土做了对比试验,并探讨了膨胀土掺石灰对土的工程特性的影响机制。     

某工程岩体的成因机制分析及稳定性评价

在野外现场调查的基础上，对某工程岩体基本特征及成因机制进行了分析，认为它是一种逆冲推覆构造，在此基础上，建立了有限元计算模型，通过弹塑性的有限元模拟和不平衡推力法计算，对其稳定性进行分析研究，认为该工程岩体在天然或有蓄水的情况下是稳定的，在天然与地震（基本烈度为Ⅷ度）共同作用下，它也是稳定的，在有540－600m蓄水位及地震（基本烈度为Ⅷ度）时，它将有可能发生破坏，在610m蓄水位及地震烈度为Ⅷ度的情况下，它也是稳定的。     

工程岩体卸荷破坏机制研究的现状及展望

综合讨论了工程岩体的性质、卸荷破坏的特点及其机制; 回顾了工程岩体卸荷破坏机制的研究现状, 对当前工程岩体破坏研究的主要问题和今后的方向进行了探讨与展望。     

大柳树坝址岩体松动类型与变形模式研究

通过对黄河黑山峡大柳树坝址区岩体野外实地调查和室内平确资料的分析,将岩体松动的类型划分为:断层控制松动型、节理裂隙控制松动型、顺层滑移松动型、卸荷松动型、倾倒松动型,并概化其松动模式,为此类特殊岩体的利用和改良提供科学的依据。